ZASTOSOWANIE POMIARÓW PRZEWODNICTWA WŁAŚCIWEGO (KONDUKTOMETRII) DO OZNACZANIA ZANIECZYSZCZEŃ

Ćwiczenie K-2

Ilościowe oznaczanie dwutlenku węgla w powietrzu.

Oznaczanie oparte jest na reakcji :

Ba(OH)₂ + CO₂ → BaCO₃ + H₂O (1 mol Ba(OH)₂ reaguje z 1 molem CO₂)

Na podstawie spadku przewodnictwa właściwego roztworu wodorotlenku barowego przed i po pochłonięciu CO₂ obliczono zawartość dwutlenku węgla.

Odczynniki i aparatura

• wodorotlenek barowy świeżo sporządzony o stężeniu około 0,01 mol/dm³ ,

• konduktometr,

• zestaw płuczek, aspirator.

Wykonanie ćwiczenia

• napełniono cztery płuczki o pojemności 150 cm³ mianowanym roztworem Ba(OH)₂, połączono szeregowo z aspiratorem i zatkano wylot zatyczką,

• zmierzono przewodność właściwą wyjściowego roztworu Ba(OH)₂ w jednej z płuczek,

• zdjęto zatyczki z płuczki i przepuszczono przez płuczki 20 dm³ powietrza z szybkością 55dm³/h,

• zmierzono przewodnictwo właściwe roztworu Ba(OH)₂ w każdej z płuczek.

Wyniki pomiarów

W poniższej tabeli przedstawiono wyniki pomiarów przewodnictwa i stężenia, które zostało odczytane z krzywej zależności Ba(OH)₂ od przewodnictwa κ = 464,86 * C + 0,1717.

Tabela 1

Numer płuczki	Przewodnictwo [mS]	Stężenie Ba(OH)2 [mol/dm^3]
Roztwór podstawowy	6,0	0,0125
Płuczka I	4,9	0,0102
Płuczka II	4,8	0,0099
Płuczka III	5,0	0,0104
Płuczka IV	4,9	0,0102

Obliczono różnicę stężeń roztworu Ba(OH)₂ :

Płuczka I 0,0125mol/dm³ - 0,0102mol/dm³ = 0,0023 mol/dm³

Płuczka II 0,0125mol/dm³ - 0,0099mol/dm³ = 0,0026 mol/dm³

Płuczka III 0,0125mol/dm³ - 0,0104mol/dm³ = 0,0021 mol/dm³

Płuczka IV 0,0125mol/dm³ - 0,0102mol/dm³ = 0,0023 mol/dm³

Do płuczek wlano po 150 cm³ Ba(OH)₂ . Obliczono w ten sposób ilość moli dwutlenku węgla w każdej płuczce
:

Płuczka I 0,0023 mol/dm³ ⋅ 0,15 dm³ = 0,000345 mola

Płuczka II 0,0026 mol/dm³ ⋅ 0,15 dm³ = 0,00039 mola

Płuczka III 0,0021 mol/dm³ ⋅ 0,15 dm³ = 0,000315 mola

Płuczka IV 0,0023 mol/dm³ ⋅ 0,15 dm³ = 0,000345 mola

Σ = 0,001395 mola

Obliczono objętość pochłoniętego CO₂:

1 mol - 22,4 dm³ CO₂

0,001395 mol - x dm³ CO₂

x = 0,001395 mol * 22,4 dm³/ 1 = 0,0313 dm³ CO₂

Czas pochłaniania: 22,0 min

Prędkość przepływu: 55,0 dm³/h

Objętość przepuszczonego powietrza: 20,0 dm³

Współczynnik pochłonięcia k: 0,5 - (50%)

Obliczono objętość CO₂ w przepuszczonym powietrzu:

0,0313 dm³ CO₂ * 2= 0,0626 dm³ CO₂

Obliczono objętość CO₂ w przepuszczonym powietrzu:

20 dm³ powietrza - 100%

0,0626 dm³ CO₂ - x%

x = 0,0626 dm³ ⋅ 100 / 20 dm³ = 0,313 % CO₂

Wnioski

Przeprowadzone doświadczenie pozwoliło na oznaczenie dwutlenku węgla w powietrzu. Polegało ono na badaniu spadku przewodnictwa właściwego roztworu wodorotlenku barowego. W analizowanym powietrzu znajdowało się 0,0626 dm³ CO_2, co stanowiło 0,313 % powietrza.

ZASTOSOWANIE POMIARÓW PRZEWODNICTWA WŁAŚCIWEGO (KONDUKTOMETRII) DO OZNACZANIA ZANIECZYSZCZEŃ

Ćwiczenie K-3

Konduktometryczne oznaczanie zawartości kwasu solnego i octowego w mieszaninie

Konduktometryczne oznaczanie równocześnie występujących dwóch kwasów jest możliwe tylko wówczas, gdy różnią się one dość znacznie wartościami stałych dysocjacji (mają różną moc).

Odczynniki i aparatura

• wodorotlenek sodowy o natężeniu 0,1 mol/dm³

• konduktometr

Wykonanie ćwiczenia

• otrzymany roztwór kwasu solnego i kwasu octowego o nieznanym stężeniu rozcieńczono wodą destylowaną w kolbie miarowej do 100 cm³. Następnie pobrano do zlewki 20 cm³ tak przygotowanego roztworu i dodano 80 cm³ wody destylowanej,

• zlewkę z tak przygotowaną próbką umieszczono na mieszadle magnetycznym i zmierzono przewodnictwo,

• dodawano z biurety po 0,5 cm³ wodorotlenku sodowego o stężeniu 0,1 mol/dm³, mieszając po dodaniu każdej porcji i odczytywano wartość przewodnictwa,

• miareczkowanie prowadzono do 6 - 7 punktów po przekroczeniu punktu końcowego (PK2!)

• miareczkowanie wykonano dla próby nr 2 dwukrotnie.

Wyniki pomiarów

W poniższej tabeli przedstawiono wyniki pomiarów przewodnictwa dla próby nr 2.

Tabela nr 1

VNaOH [cm^3]	Wartości przewodnictwa [mS]
		Pomiar I	Pomiar II
0	2,3	2,5
0,5	2,2	2,3
1,0	2,1	2,3
1,5	1,9	2,2
2,0	1,8	1,9
2,5	1,7	1,7
3,0	1,6	1,6
3,5	1,4	1,5
4,0	1,3	1,3
4,5	1,2	1,2
5,0	1,1	1,0
5,5	0,9	0,9
6,0	0,8	0,8
6,5	0,7	0,7
7,0	0,7	0,7
7,5	0,7	0,7
8,0	0,8	0,8
8,5	0,8	0,8
9,0	0,8	0,8
9,5	0,8	0,8
10,0	0,9	0,9
10,5	0,9	0,9
11,0	0,9	1,0
11,5	0,9	1,0
12,0	1,0	1,1
12,5	1,0	1,2
13,0	1,1	1,2
13,5	1,1	1,4
14,0	1,2	1,5
14,5	1,3	1,5
15,0	1,4	1,6
15,5	1,5	1,7
16,0	1,6	1,8
16,5	1,7	1,9
17,0	1,8	2,0
17,5	1,9	2,1
18,0	2,0	2,2
18,5	2,1	2,3

Na dołączonym wykresie zobrazowano zależność przewodnictwa od objętości NaOH dla pomiaru I.

Jak widać z wykresu, pierwszy punkt końcowy (PK1) oznaczający koniec miareczkowania mocnego kwasu solnego (HCl) leży na pierwszym załamaniu krzywej miareczkowania. Ilość zużytego NaOH wynosi 6,67 cm³. Drugi punkt końcowy (PK2) oznacza koniec miareczkowania kwasu octowego (CH₃COOH). Ilość zużytego NaOH wynosi: 13,11 cm³.

Obliczono zawartość obu kwasów w mieszaninie:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

NaOH + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O

NaOH reaguje z obydwoma kwasami w stosunku 1 : 1, więc:

gdzie:

więc:

M_HCl = 36,4609 g/mol

M_CH3COOH= 60,0534 g/mol

C_NaOH = 0,1 mol/dm³

V_NaOH (PK1) = 6,67 cm³

V_NaOH (PK2) = 13,11 cm³

Wnioski

Przeprowadzone doświadczenie pozwoliło na jednoczesne oznaczenie kwasu solnego i kwasu octowego w mieszaninie. Polegało ono na badaniu przewodnictwa roztworu wodorotlenku sodowego podczas dodawania tego roztworu do próby. W analizowanym próbie znajdowało się 0,024 g HCl i 0,039 g CH₃COOH.

---